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厚夹层单剪连接接头中紧固件的强度分析研究
厚夹层单剪连接接头中紧固件的强度分析研究
新闻出处: | 发布时间:2019-12-08

厚夹层单剪连接接头中紧固件的强度分析研究郭晓宁张绪上海飞机设计研究院,上海201210序号上连接片厚度(mm)配合樯按19.51级29.52级39.53级49.54级59.55级G522级722.92830,52级采用ABQUS有限元软件对厚夹层单剪连接接头结构进行数值模拟分析,模型如下所示。

  采用有限元分析和试验验证的方法,研究了紧固件受载时,由于不同接头厚度,紧固件配合精度以及拧紧力矩的因素影响下,造成的紧固件弯曲应力对紧固件强度的影响。结果表明:不同的接头厚度,紧固件配合精度以及拧紧力矩造成的紧固件弯曲应力对紧固件强度影响较小,在对紧固件的强度校核中可不考虑紧固件的弯曲应力。

  紧固件;接头厚度;配合精度;拧紧力矩Abstract在飞机系统设备支架的设计中,为保证支架与机身结构连接部位的强度,或因为安装的限制,往往会采用厚夹层单剪连接接头来进行连接,在此类连接接头受载中,由于接头厚度,紧固件与连接孔的配合精度以及安装紧固件时的拧紧力矩,造成连接紧固件承受的弯曲应力相比剪切应力,可能会成为主导应力。因此,对这样连接结构形的经固件强度校核时不仅需要考虑紧固件的剪切和拉伸应力,还需要考虑由于接头厚度,配合精度以及拧紧力矩的影响而引起的紧固件的弯曲应力。目前对于此种惰况下的螺栓弯曲工程方法校核方法较为保守,往往造成螺栓的强度不能满足要求。本文通过有限元分析以及试验分析来研究,不同厚度,不同拧紧力矩以及配合精度下螺栓弯曲对螺栓强度的影响。厚夹层单剪连接接头的典型连接形式如所示。

  1厚夹层单剪连接接头有限元数值模拟分析根据配合精度和接头厚度对螺栓的受力进行有限元数值模拟分析,而拧紧力矩在有限元计算中尚未找到设置的方法,因此不考虑。根据配合精度以及接头厚度组成8种组合进行数值模拟分析。

  表1数值模拟方案0第8种组合螺栓的应力云图从螺栓的应力变形图上可以明显地看到螺栓发生了弯曲,并且大应力出现在弯曲的外侧。把螺栓大应力的变化画成曲线图,如1和12所示。

  2螺栓大应力随上连接片厚度的变化可以看出,在上连接片厚度相等时,配合间隙越小,即配合精度越高,此时,螺栓的大应力也越小;而对于结构连接中常采用的2级和3级配合精度情况下,螺栓所受的大应力差异很小。上连接片厚度由9.5mm变化至30.8mm时,螺栓大应力逐渐变小,但是小厚度和大厚度情况下,应力差异只有16MPa,变换仅仅只有1.6°.因此,通过分析可以看出,接头的厚度,螺栓与连接孔的配合精度对螺栓的受力影响是很小的。

  2厚夹层单剪连接接头试验分析试验根据系统设备的典型连接为基础设计试验件来进行试验,试验件形式,试验件的安装如下3和4所示:4厚夹层单剪连接接头试验件的安装形式试验根据4种不同厚度接头,2种不同直径螺栓,3种连接螺栓的拧紧力矩以及螺栓孔的配合精度共计24种组合。其组合形式见表1所示。

  表2试验件情况组合1.述坫片以。Vlmm)下述K合扣。1注:①表示螺栓规格,如04030中,04代表螺栓直径,030代表螺栓长度。

  ②表示螺栓与接头连接孔之间的配合精度。

  试验中将螺栓做到破坏为止,得到螺栓的时间载荷曲线。将试验得出破坏载荷值与螺栓标准的剪切破坏值进行对比,从而可以看出,在不同的接头厚度,不同的配合精度以及拧紧力矩下,螺栓的弯曲对于紧固件的强度影响。

  为了便于分析上连接片厚度,配合精度以及拧紧力矩对螺栓破坏载荷的影响,我们绘制了柱状图。

  a)不同配合精度在不同夹层厚度下对螺栓剪切载荷的影响。

  科技教育创新bookmark2的检验,但作者并未交代是否在重测信度的检验中要将这些信息加入其中。一般来说,对于问卷调查中的多选题、排序题、开放题是无法计算它们的信度系数。

  2.3调查结果的描述性分析进行描述性分析,可以用统计图和统计表,因为不同类型的变量所使用的描述方式不同,首先需要分清楚变量的类型,般来说原始数据多用茎叶图与箱线图,分组数据多用直方图,时间序列数据用线图,多变量数据用散点图、气泡图、雷达图。

  实际应用中统计表出现的频率高,也说明大家都认同统计表的作用。但是某些文章全文过于单一只作平均、比例等方面的运算,或者只是进行某一种类型的描述性分析。例如制约某地中专体育发展因素分析中全文共有21个表格,却有19个表格是如下形式:表1体育教师对学生进行思想品德教育的调查统计百分tt A经芾进行B较为经常进行C不经常D偶尔进行E不进行选择项接下来就得出了结论。事实上,体育教师对学生进行思想品德教育的惰况,可以分为五种与制约体育发展的教师因素之间的相关性方面,也需要进行多因素分析。当然对于因素分析的应用,掌握其思想是非常重要的,如果抓不住因素分析的本质,将无法结合实际问题对因子个数和解法做出选择,甚至计算结果是否合理也不清楚。

  2.4调查结果的推断性分析参数估计:参数估计的两个要求:精度:估计误差的大范围,通过极限误差来反映。显然,A越小,估计的精度要求越高,A越大,估计的精度要求越低。极限误差的确定要以实际需要为基本标准。可靠性:估计正确性的一个概率保证,通常称为估计的置信度。

  假设检验:通过提出假设,利用"小概率原理'‘和"概率反证法",论证假设的真伪的一种统计分析方法。只要假设该事实(参数假定)成立,在该事实成立的前提下,来证明由该事实(参数假定)和样本建构的统计量的取值概率较小以证明假定是否成立。

  有些作者在假设检验中仅根据计算结影响统计结果科学性的因素很多,不是计算能决定的。其实统计计算本身也有一定的局限性,因为它的结论是具有一定的概率性,而不是的肯定和否定,故对计算结果一定要结合相关的专业知识加以明确分析。另一个极端是干脆把所有的统计方法即相关分析,假设检验、回归分析等方法都应用一遍,认为多做比少做分析要好。

  例:某文章对两组100m蛙泳进行实验前后的比较分析,甲组成绩提高了0.94〃,P<0.05,差异无显著意义,成绩未提高;乙组提高了0.9〃,P<0.05,差异具有显著意义,成绩提高。这种有悖常理的结论应考虑计算是否有误,或是实验设计方法不当,若以上均无问题,应加大样本容量进行再实验。

  根据学生实际惰况,可以接着对方差分析,因素分析,相关分析等进行讲解。也可以将此部分内容放在后一次课和统计软件方面的具体操作结合在一起来讲述。

  2.5借助统计软件,分析归纳结果进行分析,然后针对具体问题进行辅导(要和专业课教师结合,提取主要数据)。

  教师在此次上课前需要查阅国内外相关资料,针对科研论文中的各类误用和误解问题进行分析,提出在实践中应注意的问题,希望能尽量减少学生在使用统计方法的误用和误解的。比如:严格控制误差,优化的思想尽量的体现,即用经济的人力、物力和时间取得较为满意的结果,回答研究假设的问题。实验设计要恰当,如果实验设计不恰当,就会增加实验次数,延长实验周期,造成人力、物力的浪费,难以达到预期结果,甚至导致整个研究工作失败。总之,需要总结统计分析过程,举例实践应用。

  3教学中应注意的问题教育是一个复杂的系统工程等待我们研究探讨的问题很多。教师需要能学会观察、设计、对比能将教学实践经验提升为教学理在强调"基础"的同时,也注重培养学生的创新"思想"和"分类"解决问题的能力,符合当前教育部提出的培养应用型人才的要求。"短学时"课程的作用:微型课程将帮助教师加强、改进教学技能和方法,减少失误,并使各专业学生尽快地建立信心。

  针对不同的专业教师要先和专业教师先沟通有所侧重的设计小学时课程的讲授内容,虽然方式或方法相同,但专业的不同造成授课内容的不同,统计理论不用多讲,关键点是怎样应用,应用哪些内容,应用过程的注意事项。后指出的是体育专业所用的统计方法虽然多样,但不同类型的文章根据研究者的目的不同是有所选择的。如各种训练方法和教法的比较,学生健康状况的测查等。针对不同的研究问题,没有千篇一律的固定的统计方法的可以使用。

 

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